地震波作用下半圆形凹陷场地动应力路径分析

发布时间：2020-06-28 11:20

【摘要】：局部地形对地震作用的放大效应在国内外的地震动记录和震后调查中得到证实,地表局部不规则地形的研究工作一直是岩土工程、土动力学和地震工程学中令人关注的课题之一。地表局部不规则地形对地震的放大效应作为宏观现象,其本质是地震波的散射与动应力集中。弹性波的散射与动应力集中问题在理论上的研究主要考虑不同因素对应力状态的影响,如散射体的几何特性、物理参数,介质的本构关系、是否含孔隙、是否含水,动荷载的频谱特性等。动应力路径是表示土体的动力学特性的一个指标,以土体单元为研究对象,选取竖向应力与水平向应力之差的一半作为横坐标,选取剪应力作为纵坐标,绘制出的曲线称作动应力路径。不同的动应力路径会影响土体的累积变形、砂土的孔压发展模式、软粘土的长期循环回弹模量、应力-应变滞回曲线的形状,在研究海底构筑物地基的动力响应、车辆动载下地基的响应和飞机荷载下跑道道基的响应时得到了广泛的应用。论文主要完成了以下工作:(1)研究了半无限空间在入射弹性波下的动应力路径,分析了不同地基参数和地震波参数(入射角、入射频率、剪切模量、泊松比、深度)对土体的动应力路径的影响。(2)建立了大圆弧模型研究了半圆形凹陷场地在入射P波下的解析解,推导了土体应力和位移的计算公式,分析了半圆形凹陷场地对地表位移幅值的影响。(3)建立了水平半空间模型研究了半圆形凹陷场地在入射P波下的解析解,推导了土体应力和位移的计算公式,比较了水平半空间模型、大圆弧模型和显式有限差分程序FLAC~(3D)数值模拟的结果。(4)运用了大圆弧模型研究了平面P波入射半圆形凹陷场地的散射问题,选取不同位置的土体比较半圆形凹陷场地对动应力路径的影响。
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU435
【图文】：

掉许多近场高频信息为代价的。在地震工程学领域，近为工程上更多考虑的是震源几百公里之内的范围。根据反射出 P 波和 SV 波，入射 SV 波小于临界角时会反射出波大于临界角时会产生面波，地震近场区与远场区中地异，有必要分别针对地震中不同位置处土单元体动应力型与方法型波动力学基本理论，对研究模型进行了一定的简化：假土体为线弹性，波在传播过程中没有能量的衰减。当有产生反射 P 波和 SV 波，这种现象叫做波形转换，如图 ，当入射角小于临界角时，会产生反射 P 波和 SV 波；只会产生反射 SV 波；当入射大于临界角时，会产生反射

P波不同入射角下的动应力路径

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本文编号：2732951